CN111319732A - 一种水下安全急救型智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下安全急救型智能机器人，包括底座外壳，所述的底座外壳顶部设置有内凹的腔室，该腔室内安装有快速充气机构和辅助气囊启动机械装置，所述的辅助气囊启动机械装置包括从动臂、主动臂和驱动部件，所述的底座外壳内部安装有驱动部件、蓄电池和控制板，该控制板分别与驱动部件和蓄电池相连，所述的驱动部件的输出端与主动臂相连，该主动臂一端转动安装有从动臂，所述的从动臂的一端与辅助气囊启动机械装置相连，所述的腔室上端口通过两个翻盖封住，所述的底座外壳底部设置有行走机构，所述的底座外壳顶部还安装有检测遇险感测装置。本发明工作安全可靠，移动灵活，不仅能满足多种类型游泳池，对单人游泳更能起到一定的防护作用。

Description

一种水下安全急救型智能机器人

技术领域

本发明涉及游泳池水下救援设备技术领域，特别是涉及一种水下安全急救型智能机器人。

背景技术

随着全民运动的普及，游泳运动被大众广泛参与，安全问题也日益突出。(据卫生部统计，全国每年约有5.7万人死于溺水事故，且事故发生越来越趋于低龄化，0—14岁青少年溺水事故占意外事故的6成之多)，且少年儿童发生危险更不易察觉。基于此，有必要设计一种防溺水救生器材。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水下安全急救型智能机器人，本发明工作安全可靠，移动灵活，不仅能满足多种类型游泳池，对单人游泳更能起到一定的防护作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水下安全急救型智能机器人，包括底座外壳，所述的底座外壳顶部设置有内凹的腔室，该腔室内安装有快速充气机构和辅助气囊启动机械装置，所述的辅助气囊启动机械装置包括从动臂、主动臂和驱动部件，所述的底座外壳内部安装有驱动部件、蓄电池和控制板，该控制板分别与驱动部件和蓄电池相连，所述的驱动部件的输出端与主动臂相连，该主动臂一端转动安装有从动臂，所述的从动臂的一端与辅助气囊启动机械装置相连，所述的腔室上端口通过两个翻盖封住，所述的底座外壳底部设置有行走机构，所述的底座外壳顶部还安装有检测遇险感测装置。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的底座外壳下部的侧壁均匀布置有若干个车身红外传感器。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的驱动部件为舵机。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的底座外壳呈圆台状。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的底座外壳底部设置有密封箱体，所述的腔室底部设置有连通密封箱体的开口，该开口通过密封盖封住，所述的驱动部件、蓄电池和控制板均安装在密封箱体内。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的行走机构包括四个滚轮以及四个驱动电机，所述的密封箱体的前端两侧以及后端两侧均安装有一个滚轮，四个驱动电机均安装在密封箱体内，每个驱动电机的输出轴与对应的滚轮相连。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的密封箱体内还安装有微型抽水装置。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的底座外壳底部内壁与密封箱体之间均匀布置有若干个加强板。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的快速充气机构包括气囊箱以及充气泵，所述的气囊箱内放置有气囊，该气囊箱上端安装有箱盖，所述的气囊箱一侧安装有充气泵，该充气泵的充气口与气囊相连，所述的气囊箱另一侧安装有控制充气泵的开关，所述的从动臂的一端顶住开关，当开关控制充气泵打开时，充气泵开始工作往气囊充气，气囊膨胀顶开箱盖和翻盖，气囊充气完成脱离充气泵的充气口。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的检测遇险感测装置包括两个距离传感器，所述的底座外壳顶部位于腔室的两侧均安装有一个距离传感器，该距离传感器用于判断是否遇险。

有益效果：本发明涉及一种水下安全急救型智能机器人，在游泳池底部巡游，当有溺水者出现肢体活动范围达到距离传感器的设定范围时，机器人在溺水者正下方释放气囊，从而解救溺水者；职业救生员数量只有2万人，但是游泳场所有5万个，按照国家职业救生员配备标准，职业救生员数量远远不够，此发明可大大缓解职业救生员不足的现状；采用自下而上的救生原理，利用水的天然浮力使救护更迅速。本发明工作安全可靠，移动灵活，不仅能满足多种类型游泳池，对单人游泳更能起到一定的防护作用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明的结构示意图；

图4是本发明所述的快速充气机构的结构示意图；

图5是本发明的工作框图；

图6是本发明水下工作的路线设定图。

图示：1、底座外壳，2、距离传感器，3、翻盖，4、快速充气机构，5、腔室，6、车身红外传感器，7、主动臂，8、从动臂，9、固定板，10、密封箱体，11、滚轮，12、加强板，13、驱动电机，14、微型抽水装置，15、密封盖，16、气囊箱，17、箱盖，18、充气泵，19、开关。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种水下安全急救型智能机器人，如图1-6所示，包括底座外壳1，所述的底座外壳1顶部设置有内凹的腔室5，该腔室5内安装有快速充气机构4和辅助气囊启动机械装置，所述的辅助气囊启动机械装置包括从动臂8、主动臂7和驱动部件，所述的底座外壳1内部安装有驱动部件、蓄电池和控制板，该控制板分别与驱动部件和蓄电池相连，所述的驱动部件的输出端与主动臂7相连，该主动臂7一端转动安装有从动臂8，所述的从动臂8的一端与辅助气囊启动机械装置相连，所述的腔室5上端口通过两个翻盖3封住，所述的底座外壳1底部设置有行走机构，所述的底座外壳1顶部还安装有检测遇险感测装置。控制板采用的Mega2560控制板。辅助气囊启动机械装置利用主动臂7和从动臂8配合扩大作用范围，以便更好的激发充气气囊。气囊自下而上，利用水的天然浮力使救护更迅速。

正常水下巡游状态：按照设定路线在游泳池底部移动，不影响游泳；发现异常情况时，机器人暂停移动进行判断；判断为需要救生，对准溺水者，释放救生气囊，解救溺水者。

本发明主要在游泳池底部巡游，当有溺水者出现肢体活动范围达到距离传感器2的设定范围时，机器人在溺水者正下方释放气囊，从而解救溺水者。

标准游泳池长50米，宽21米。机器人在水下路线中所用时间不超过1分钟(在淹溺黄金时间内)，速度约为1.25m/s。

机器人是沿着游泳池长度方向巡游，车身红外传感器6在机器人达到程序限定值时输送指令，此时机器人接受命令停止，横移一段距离后，向相反方向折返。在模拟演练环境中，设定水深50cm，有人发生溺水情况时，身体活动幅度变大且在水里纵向活动范围相对应变大。当顶部的2个距离传感器2在距离水面15cm(模拟情景设定值)范围内感测到来自溺水者的信号时，机器人在人员正下方利用辅助气囊启动机械装置打开快速充气机构4(主动臂7受舵机控制)，使气囊快速充气上浮至溺水人员处，从而解救溺水人员。同时为了解决长时间水下工作的漏水问题，在机器人内部特别设计了微型抽水装置14，以便及时将水排出。

所述的底座外壳1下部的侧壁均匀布置有若干个车身红外传感器6。共有四个车身红外传感器6，分别位于底座外壳1下部的前后左右四个方向。

所述的驱动部件为舵机。

所述的底座外壳1呈圆台状，该底座外壳1的侧壁为弧形曲面，有助于表面层流的形成以减少移动时的阻力。

所述的底座外壳1底部设置有密封箱体10，所述的腔室5底部设置有连通密封箱体10的开口，该开口通过密封盖15封住，所述的驱动部件、蓄电池和控制板均安装在密封箱体10内并经过密封防水处理的。

所述的行走机构包括四个滚轮11以及四个驱动电机13，所述的密封箱体10的前端两侧以及后端两侧均安装有一个滚轮11，四个驱动电机13均安装在密封箱体10内，每个驱动电机13的输出轴与对应的滚轮11相连。滚轮11采用的是麦克纳姆轮。地面轮式结构，四个滚轮11在水下紧贴地面运动，避免游泳姿态和机器人工作互相影响。

所述的密封箱体10内还安装有微型抽水装置14。

所述的底座外壳1底部内壁与密封箱体10之间均匀布置有若干个加强板12。

所述的快速充气机构4包括气囊箱16以及充气泵18，所述的气囊箱16内放置有气囊，该气囊箱16上端安装有箱盖17，所述的气囊箱16一侧安装有充气泵18，该充气泵18的充气口与气囊相连，所述的气囊箱16另一侧安装有控制充气泵18的开关19，所述的从动臂8的一端顶住开关19，当开关19控制充气泵18打开时，充气泵18开始工作往气囊充气，气囊膨胀顶开箱盖17和翻盖3，气囊充气完成脱离充气泵18的充气口。

所述的检测遇险感测装置包括两个距离传感器2，所述的底座外壳1顶部位于腔室5的两侧均安装有一个距离传感器2，该距离传感器2用于判断是否遇险。

机器人成本：机器人所需材料常规，各元器件可代替性强，拆装简便，维修费用低廉。所需器件：Mega2560控制板+4个麦克纳姆轮+充气泵+6个红外传感器+充电电源+机器人外壳。模拟样机机器人预估价值￥2000元，假设一泳池采用4个机器人同时工作，2000乘以4＝8000元。(后续投入随量化生产而降低成本)

人工救护费用：以一名救生员月工资5000元为标准：一年12乘以5000＝60000元。持续投入较高，整体成本提高。

本发明工作安全可靠，移动灵活，不仅能满足多种类型游泳池，对单人游泳更能起到一定的防护作用。

Claims (10)

1.一种水下安全急救型智能机器人，包括底座外壳(1)，其特征在于：所述的底座外壳(1)顶部设置有内凹的腔室(5)，该腔室(5)内安装有快速充气机构(4)和辅助气囊启动机械装置，所述的辅助气囊启动机械装置包括从动臂(8)、主动臂(7)和驱动部件，所述的底座外壳(1)内部安装有驱动部件、蓄电池和控制板，该控制板分别与驱动部件和蓄电池相连，所述的驱动部件的输出端与主动臂(7)相连，该主动臂(7)一端转动安装有从动臂(8)，所述的从动臂(8)的一端与辅助气囊启动机械装置相连，所述的腔室(5)上端口通过两个翻盖(3)封住，所述的底座外壳(1)底部设置有行走机构，所述的底座外壳(1)顶部还安装有检测遇险感测装置。

2.根据权利要求1所述的一种水下安全急救型智能机器人，其特征在于：所述的底座外壳(1)下部的侧壁均匀布置有若干个车身红外传感器(6)。

3.根据权利要求1所述的一种水下安全急救型智能机器人，其特征在于：所述的驱动部件为舵机。

4.根据权利要求1所述的一种水下安全急救型智能机器人，其特征在于：所述的底座外壳(1)呈圆台状。

5.根据权利要求1所述的一种水下安全急救型智能机器人，其特征在于：所述的底座外壳(1)底部设置有密封箱体(10)，所述的腔室(5)底部设置有连通密封箱体(10)的开口，该开口通过密封盖(15)封住，所述的驱动部件、蓄电池和控制板均安装在密封箱体(10)内。

6.根据权利要求5所述的一种水下安全急救型智能机器人，其特征在于：所述的行走机构包括四个滚轮(11)以及四个驱动电机(13)，所述的密封箱体(10)的前端两侧以及后端两侧均安装有一个滚轮(11)，四个驱动电机(13)均安装在密封箱体(10)内，每个驱动电机(13)的输出轴与对应的滚轮(11)相连。

7.根据权利要求5所述的一种水下安全急救型智能机器人，其特征在于：所述的密封箱体(10)内还安装有微型抽水装置(14)。

8.根据权利要求5所述的一种水下安全急救型智能机器人，其特征在于：所述的底座外壳(1)底部内壁与密封箱体(10)之间均匀布置有若干个加强板(12)。

9.根据权利要求1所述的一种水下安全急救型智能机器人，其特征在于：所述的快速充气机构(4)包括气囊箱(16)以及充气泵(18)，所述的气囊箱(16)内放置有气囊，该气囊箱(16)上端安装有箱盖(17)，所述的气囊箱(16)一侧安装有充气泵(18)，该充气泵(18)的充气口与气囊相连，所述的气囊箱(16)另一侧安装有控制充气泵(18)的开关(19)，所述的从动臂(8)的一端顶住开关(19)，当开关(19)控制充气泵(18)打开时，充气泵(18)开始工作往气囊充气，气囊膨胀顶开箱盖(17)和翻盖(3)，气囊充气完成脱离充气泵(18)的充气口。

10.根据权利要求1所述的一种水下安全急救型智能机器人，其特征在于：所述的检测遇险感测装置包括两个距离传感器(2)，所述的底座外壳(1)顶部位于腔室(5)的两侧均安装有一个距离传感器(2)，该距离传感器(2)用于判断是否遇险。

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